四川省王朗自然保护区岷江冷杉种群结构特征研究Word下载.docx
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20世纪由于人为的大量砍伐,以及1976年松潘-平武大地震造成的滑坡和泥石流,使王朗自然保护区中大片的原始岷江冷杉遭到破坏,而对于王朗保护区的岷江冷杉种群结构的相关研究还非常少。
该文通过对岷江冷杉种群数量、年龄结构和生存曲线等方面的研究,探讨岷江冷杉种群在王朗保护区的生长状况和动态,为更好地保育岷江冷杉种群提供一定的理论依据。
1
研究区域概况
四川王朗国家级自然保护区（103°
50′~104°
58′E;
32°
49′~33°
02′N面积32297hm2,是我国最早建立的4个大熊猫自然保护区之一。
保护区地处青藏高原东缘,地势西北高、东南低,属深切割型山地,海拔跨度2300~4980m,相对高差近2700m,从而造成复杂的地形和气候,以及丰富的生物多样性。
该区气候上属于丹巴—松潘半湿润气候区,因受地理位置影响形成了暖温带、温带、寒温带、亚寒带和永冻带等不同的气候带谱。
保护区内年均气温2.9℃,7月份平均气温12.7℃,1月份平均气温-6.1℃,年降水量862.5mm。
土壤分布与基岩及水热条件的垂直分布密切相关。
海拔由低到高依次分布有山地棕壤（2300~2850m
山地暗棕壤（2600~3500m,亚高山草甸土（阳坡2300~3500m,高山草甸土（3500~4000m,高山流石滩荒漠土（4000m以上。
区内主要河流有长白沟、大窝凼沟、竹根岔沟、西沟、东沟等,汇合于白马河。
保护区周边的平武县白马藏族乡,下辖4个村,15个村民组,面积462.5km2,全乡主要经济来源依靠农业、牧业、林木采伐、挖药、狩猎等收入[3]。
2
研究方法
2.1样地调查
在王朗自然保护区选择不同森林起源的林分设置调查样地。
通过实际观测、查找保护区大事纪要及询问当地工作人员,确定该区内原始林的岷江冷杉代表区,并选择这类地区建立标准调查样地4块。
每块的样地面积均为50m×
50m,利用网格样方法将样地分割成5m×
5m的小样方。
在小样方内对所有高于1.3m的树木进行每木检尺,记录名称、树高、胸径等;
对所有低于1.3m的树木记录名称、株数,并测量高度及基径;
草本层的测量是在每个5m×
5m的小样方的中心选取1个1m×
1m的草本样方,记录每个草本样方中草本的种类、
多度、盖度和平均高度。
同时记录每一样地所在坡度、海拔、郁闭度、岩石裸露度等指标。
2.2种群结构的建立
（1利用高度划分种群的成树层、幼树层和更新层,高度大于5m的记为成树层,高度在1.3~5m之间的为幼树层,高度小于1.3m的记为更新层,做种群垂直结构及生长状况分析。
（2采用立木级结构分析种群径级动态。
对于高度1.3m以上,胸径在5cm以下划定为I级;
胸径≥5cm的个体按10cm间隔段划分,依次类推,做静态生命表、年龄结构和存活曲线等分析。
2.3数据处理2.3.1种群数量与生长状况统计并汇总各个样地的成
树层、幼树层和更新层的数量组成、平均高度。
2.3.2
生命表的编制
以树木的胸径作为度量树木年龄
的指标。
根据立木级结构的处理方法总共将王朗保护区的岷江冷杉种群（高于1.3m的年龄结构划分为10个径级。
统计各个径级内的岷江冷杉的株数,按照静态生命表的编
制方法,依据野外调查的各径级存活数（nx及标准存活量（lx,计算出各径级的死亡量（dx、总寿命（Tx、死亡率（qx等,编制王朗保护区岷江冷杉种群生命表[4]（见表1。
15·
·
2.3.3年龄结构图与存活曲线的绘制以各生命表中径级为横坐标,以lgnx为纵坐标,并把垂直分层划分中高度<
1.3m的更新层划分为0级,作为参考,绘制岷江冷杉种群的存活曲线（见图1。
以调查数据的个体数为纵坐标,径级为横坐标,绘制岷江冷杉种群的年龄结构柱状图（见图2。
3结果与分析
3.1数量组成与垂直分层
种群数量组成、分层高度和各层级状况是描述种群的重要参数。
按高度划分,王朗保护区岷江冷杉种群特征为:
数量上由少到多依次为成树层（267株、幼树层（308株、更新层（1766株,表现出明显的数量梯度和充足的后备更新苗木。
分层上成树层平均高度17.61m,幼树层平均高度2.18m,更新层平均高度0.41m,三层分布差异明显。
3.2种群生命表特征分析
岷江冷杉种群的基本特征:
岷江冷杉种群小径级的数量较大,表现出丰富的后备资源,这可能与岷江冷杉的生物学及生态学特性有关。
该树种林下更新容易,因此在目前情况下,如无人为干扰及自然灾害,种群将会长期延续下去;
但岷江冷杉的死亡率在由径级Ⅰ转为径级Ⅱ、由径级Ⅵ转为径级Ⅶ,以及由径级Ⅶ转为径级Ⅸ时很高。
从表1中生命期望一栏可以看出:
王朗岷江冷杉种群中Ⅰ径级的种群平均生存余年中等,随径级的增加,平均生存余年有所增加,这反映了幼树生存能力由弱到强的规律,而随着径级的继续增加,生命期望基本上呈递减趋势,这种趋势符合种群的生物学特征,体现了生命力下降的趋势。
仅在第Ⅶ和第Ⅸ径级,生命期望值分别小幅增加,并又分别逐渐降低,这说明可能在经历了两次自疏作用后,此阶段种群仍处于较稳定发展期,且生命力仍相对旺盛,因此,具有较高的生命期望。
这一阶段岷江冷杉种群生命期望值的变化与其死亡率之间的变化规律是有着密切的相互关系。
3.3种群存活曲线特征
从图1中可以看出,种群存活曲线接近DeeveyC型。
Ⅰ径级岷江冷杉存活率最高,表现出丰富的后备资源;
但Ⅰ径级转变成Ⅱ径级时幼苗出现了大量的死亡,相当一部分幼苗难以成功的转变成Ⅱ径级,从而导致存活曲线所表现出的特征是从幼苗转变成幼树过程的死亡率非常高。
到中径级存活率基本稳定,到Ⅵ以及Ⅷ级存活率大幅度下降,并在老龄期达到最高。
3.4种群年龄结构类型
从图2中可以看出,岷江冷杉种群胸径在5cm以下的幼树较多,个体数为290株,占岷江冷杉乔木样本数量的48.90%;
以胸径为5~55cm（Ⅱ-Ⅵ级的中龄组个体数次之,共280株,占岷江冷杉样本数量47.2%;
Ⅵ级以上的成年树总数为23株,占总样本数量的0.04%。
因此,纵观王朗保护区岷江冷杉种群的年龄结构,呈现的是幼苗比例最大,中龄树和成龄树比例次之的规律。
此外,王朗保护区岷江冷杉种群的垂直分层来看,更新层储备非常丰富,有1766株,而幼树层和成树层分别次之,与以上规律一致。
因此,王朗保护区岷江冷杉的年龄结构属于增长型。
4结论与讨论
岷江冷杉群落是王朗主要的自然植被类型之一,该文从生命表特征、年龄结构、存活曲线等方面对王朗的种群结构特征进行了较为细致的研究,结论如下:
（1就数量结构和垂直分层可以看出,王朗岷江冷杉种群结构具有较为明显的特性,各层的苗木数量、平均高度差异显著。
在实际调查中发现,王朗保护区岷江冷杉种群中更新层储备非常丰富,但在未受到火灾、采伐等干扰的情况下,幼树层数量却锐减,导致这种现象发生的主要原因:
首先是岷江冷杉自身的生物学特性;
其次更新苗在林内郁闭度较高的乔木群落下,受光照等环境以及种间竞争的影响,死亡率较高[11-12]。
此外,幼树层的数量虽然不太多,但其存活率却较高。
因此该树种能够维持种群的长期
表1王朗自然保护区岷江冷杉静态生命
径级
ⅠⅡⅢⅣⅤⅥⅦⅧⅨⅩ存活数
nx
290
102
52
48
30
12
8
存活数
标准
1.00
0.35
0.18
0.17
0.10
0.04
0.03
0.01
0.00
死亡数
188
50
4
18
6
死亡率
0.65
0.49
0.08
0.38
0.60
0.33
0.75
0.50
平均存
活数
196
77
39
21
10
5
1.5
0.5
活个体
总数
448
252
175
125
38
17
7
生命
期望
1.54
2.47
3.37
2.60
1.60
1.27
1.42
0.88
16·
稳定性[17-18]。
（2从生命表来看,王朗保护区的岷江冷杉种群小径级的数量较大,表现出丰富的后备资源,但转变成幼树阶段的存活率很低,当胸径达到Ⅵ径级和Ⅷ径级时,可能由于种内不同个体间为争夺空间与阳光,将分别遭遇一次死亡高峰,随后死亡率又分别下降,种群进入了一个相对平稳发展期,直至其衰老死亡。
（3岷江冷杉的年龄径级结构图呈现的是幼苗和幼树比例最大,中龄树和成龄树比例次之的规律。
岷江冷杉幼苗储备丰富,从这一特征来看岷江冷杉自身的生物学特性及环境因素是形成这种现象的主要原因。
岷江冷杉种群主要靠种子繁殖后代,植物的耐荫性及大量种子为幼苗的产生提供了一定的基础,而幼苗的大量产生必然会竞争有限的环境资源,在竞争中部分幼苗死亡,从而使得幼苗转变成幼树的死亡率很高,随着年龄增长,种群的抗性及适应环境的能力随之增强,死亡率也逐渐趋于稳定,到成龄时死亡率增加。
实地调查中发现,王朗保护区岷江冷杉林,胸径超过75cm的岷江冷杉极少,这在一定程度上说明,样地内岷江冷杉胸径越接近Ⅷ径级,就表示越接近其实际寿命。
（4就存活曲线而言,岷江冷杉幼苗和幼树存活率较低,中龄期种群存活率较高,随后存活率开始下降,至老龄期死亡率达到最大。
其可能原因在于:
其一,岷江冷杉自身的生物学特征,其二,第Ⅰ径级的岷江冷杉位于草本植物与灌木丰富的林下,幼苗共同竞争土壤水分及营养物质,从而影响了幼苗进入径级Ⅱ,即幼树阶段;
能够进入第Ⅱ径级的岷江冷杉幼树逐渐高于灌木层,相对而言其光照、养份等资源增大,存活率增高;
进入中龄期后,岷江冷杉个体生长迅速,其树冠进行种群的林冠层,竞争力很强,存活率继续增加;
之后随着年龄增长,种群的抗性及适应环境的能力随之减弱,对于岷江冷杉种群来说其利用土壤养分、水分等条件生长的能力下降,使种群的存活率开始下降。
从中可知,就整体而言,王朗保护区岷江冷杉种群对环境具有较强的适应能力[1]。
从整体来看,岷江冷杉种群在群落中保持稳定的优势,其幼苗和幼树数量庞大,中龄树存活率较高,表现出其对环境的适应能力较强,这也是岷江冷杉能在王朗保护区长期稳定存在并是优势种的原因。
然而,如果岷江冷杉群落中幼树大量缺失,或幼树转化为中龄树的存活率较低,或被大量采伐,将可能导致岷江冷杉在群落演替中逐渐退出主林层,这也可能就是岷江冷杉原始森林砍伐后,取而代之的是草甸、灌丛和高山柳等的原因。
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致谢:
本研究得到王朗自然保护区的帮助,在此表示感谢!
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